DE69936711T2

DE69936711T2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von metallpulver

Info

Publication number: DE69936711T2
Application number: DE69936711T
Authority: DE
Inventors: Masato Otsu-shi KIKUKAWA; Shigemasa Kyoto-shi MATSUNAGA; Tsuneta Otsu-shi INABA; Osamu Kobe-shi IWATSU; Tohru Yamato-shi TAKEDA
Original assignee: Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd
Current assignee: Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2019-06-24
Also published as: WO2000038865A1; US6336953B1; KR100548213B1; DE69936711D1; CN1277570A; EP1063038B1; EP1063038A1; CN100364700C; KR20010030664A; JP3999938B2; EP1063038A4

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Metallpulver und detailliert ein Verfahren zum Herstellen von feinem und kugelförmigem Metallpulver mit einer schmalen Teilchengrößenverteilung.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Es gibt mehrere Verfahren zum Herstellen von Metallpulver, von denen eines als ein Zerstäubungsverfahren bekannt ist, d.h., eine Verfahrensweise, die von einem Blasen eines Kühlmittels (oder eines Zerstäubungsmittels) auf einen geschmolzenen Metallfluss begleitet wird, um Metallpulver wirksam herzustellen. Das Zerstäubungsverfahren wird im Allgemeinen in ein Gaszerstäubungsverfahren bei Verwendung eines Gaskühlmittels und ein Flüssigkeitszerstäubungsverfahren bei Verwendung eines flüssigen Kühlmittels klassifiziert.
Als Beispiel für ein Gaszerstäubungsverfahren ist ein Verfahren bekannt, das eine Düse nutzt, wie im U.S.Patent Nr. 1659291 und im U.S.Patent Nr. 3235783 offenbart wird. Während der Gasstrahl, der aus der Düse entsprechend dem Gaszerstäubungsverfahren ausströmt, nicht beobachtet werden kann, kann eine Beobachtung mittels der Schlierenfotografie dabei unterstützen, dass es so strömt, dass es monoton expandiert. Es wird in Betracht gezogen, dass der Gasstrahl ein kompressibles Fluid ist, das adiabatisch expandiert, genau nachdem es aus der Düse ausgetreten ist. Da eine adiabatische Expansion bewirkt, dass die Energiedichte des Gasstrahles plötzlich abnimmt, ist es schwierig, feines Metallpulver mittels des Gaszerstäubungsverfahrens wirksam zu erhalten. Ein so hergestelltes Metallpulver weist eine breite Teilchengrößenverteilung auf. Das Gaszerstäubungsverfahren wird ebenfalls von einem anderen Problem begleitet, dass die Atmosphäre den Gasstrahl verschlingen kann, um das geschmolzene Metall aufzuwirbeln.
Das als ein Kühlmittel verwendete Gas weist jedoch eine relativ geringe Kühlfähigkeit auf, so dass der geschmolzene Metalltropfen, der durch den Gasstrahl dispergiert wird, eine Verfestigung erreichen kann, nachdem er sich selbst in eine kugelartige Form verändert hat. Daher weist das Metallpulver, das entsprechend dem Gaszerstäubungsverfahren hergestellt wird, eine im Allgemeinen kugelartige Form auf.
Die in den vorangehend erwähnten U.S.Patent Nr. 1659291 und U.S.Patent Nr. 3235783 offenbarte Düse ist mit Gaseintritten in der tangentialen Richtung der Düse und Schaufeln innerhalb der Düse versehen, um den ausströmenden Gasstrahl in die Richtung zu lenken, die gleichermaßen mit Bezugnahme auf die Mitte der Düse geneigt ist. Es wird in Betracht gezogen, dass diese geneigte Richtung verhindert, dass die Atmosphäre den Gasstrahl verschlingt, so dass das geschmolzene Metall nicht aufgewirbelt werden kann.
Andererseits sind derartige Flüssigkeitszerstäubungsverfahren bekannt, wie das V-Strahl-Flüssigkeitszerstäubungsverfahren (in 11(a) oder 11(b) gezeigt), das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Flüssigkeitsstrahl in einer Linie konvergiert, das Kegelstrahl-Flüssigkeitszerstäubungsverfahren (in 11(c) gezeigt), das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Flüssigkeitsstrahl in einem Punkt konvergiert, oder dass Bündelstrahl-Flüssigkeitszerstäubungsverfahren (in 11(d) gezeigt), das dadurch gekennzeichnet ist, dass der aus den Bündelstrahldüsenteilen 14 ausströmende Flüssigkeitsstrahl in einen Punkt konvergiert.
Da das bei einem Flüssigkeitszerstäubungsverfahren verwendete Kühlmittel ein nichtkompressibles Fluid ist, ist die Energiedichte des Flüssigkeitsstrahles für das Dispergieren des geschmolzenen Metallflusses 6 viel größer als die des Gasstrahles. Daher ist das flüssigkeitszerstäubte Metallpulver feiner als das gaszerstäubte Metallpulver.
Die Flüssigkeitszerstäubungsverfahren nach dem bisherigen Stand der Technik werden jedoch von einem Problem begleitet, dass der Flüssigkeitsstrahl in einer Linie oder in einen Punkt konvergiert oder kollidiert. Daher müssen sich die dispergierten geschmolzenen Metalltropfen vor der Verfestigung auf die Nähe des Fokus konzentrieren und den Flüssigkeitsstrahl heftig kreuzen, um dadurch plötzlich abgekühlt zu werden. Daher berühren sich die dispergierten geschmolzenen Metalltropfen und haften in der Form einer Anhäufung aneinander, so dass das erhaltene Metallpulver eine unregelmäßige Form und eine breite Teilchengrößenverteilung aufweist, einschließlich von grobem Metallpulver.
Wenn daher Metallpulver mit einer kugelartigen Form und einer schmalen Teilchengrößenverteilung gefordert wird, muss daher eine weitere Trennung oder mechanische Behandlung hinzugefügt werden, wodurch seine Herstellungskosten angehoben werden.
Es gab mehrere Verbesserungen, um die vorangehend erwähnten Probleme beim Flüssigkeitszerstäubungsverfahren zu lösen.
Eine der Verbesserungen ist, dass der V-Strahl oder Kegelstrahl konvergiert, während er einen Fokus von kleinerem vertikalem Winkel aufweist, um dadurch die Kollisionsenergie des Flüssigkeitsstrahles zu verringern, um so die Verformung der dispergierten Metalltropfen zu verringern. Das tatsächlich erhaltene Metallpulver hat jedoch nicht eine kugelartige Form. Und da diese Verbesserung den Abstand zwischen der Düse und dem Fokus länger macht, tritt ein größerer Energieverlust auf so dass das erhaltene Metallpulver grobes Metallpulver mit einer breiteren Teilchengrößenverteilung umfassen kann.
Mehrere Verbesserungen für Kegelstrahl-Flüssigkeitszerstäubungsverfahren werden im Japanischen Patent Nr. 552253 ( Japanische Patentveröffentlichung Nr. 43-6389 ), der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3-55522 und der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-56403 offenbart. Entsprechend der in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-56403 offenbarten Erfindung wird ein Kühlmittel in der tangentialen und der normalen Richtung der Düse für das Ausströmen der Flüssigkeitsstrahlen eingeführt. Wenn der ausgeströmte Flüssigkeitsstrahl einen Zustand der Lochbildung aufweist, wird nur ein grobes Metallpulver hergestellt.
Eine weitere Verbesserung wird in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 53-16390 offenbart, bei der ein Austrittsrohr in der unteren Fläche dafür bereitgestellt wird, dass der Flüssigkeitsstrahl turbulent wird, um den Wirkungsgrad für das Dispergieren des geschmolzenen Metallflusses zu unterstützen. Entsprechend der Verbesserung berührt der geschmolzene Metallfluss den turbulenten Flüssigkeitsstrahl heftig, um feines Metallpulver herzustellen, das jedoch nicht kugelartig geformt ist.
Eine Wirbelringdüse wird in der Offengelegten Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 1-123012 offenbart, bei der ein Kühlmittel ausströmt, das den geschmolzenen Metallfluss in der Form eines einschaligen Hyperboloides umgibt. Der Flüssigkeitsstrahl strömt aus der Ringdüse für das Dispergieren aus, um den Umfang des geschmolzenen Metallflusses, der durch den eingeschnürten Teil des einschaligen Hyperboloides gelangt, nacheinander abzuschälen. Daher verhindert diese Düse, dass die dispergierten geschmolzenen Metalltropfen aneinanderhalten, wodurch feines und kugelförmiges Metallpulver hergestellt wird. Da der Wirkungsgrad für das Dispergieren des geschmolzenen Metallflusses jedoch sehr niedrig ist, wird ein Teil des geschmolzenen Metallflusses nicht dispergiert, um durch den eingeschnürten Teil des einschaligen Hyperboloides zu gelangen, wodurch so ein grobes Metallpulver erzeugt wird. Daher kann Metallpulver mit einer schmalen Teilchengrößenverteilung nicht tatsächlich mittels der Ringdüse hergestellt werden, die in der Offengelegten Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 1-123012 offenbart wird.
ZIEL DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung strebt danach, die Nachteile des bisherigen Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum wirksamen Herstellen eines feineren und kugelförmigeren Metallpulvers mit einer schmaleren Teilchengrößenverteilung als das der Flüssigkeitszerstäubungsverfahren des bisherigen Standes der Technik bereitzustellen.
LÖSUNG
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von Metallpulver mittels Blasen einer Kühlflüssigkeit in Richtung eines herabströmenden geschmolzenen Metallflusses bereitgestellt,
bei dem die Kühlflüssigkeit aufeinanderfolgend aus einer Ringdüse in Richtung des geschmolzenen Metallflusses nach unten ausströmt, um ihn in der Form eines einschaligen Hyperboloides zu umgeben, wobei die Ringdüse mit einem Loch versehen ist, durch das der geschmolzene Metallfluss gelangen kann, und dadurch gekennzeichnet, dass
das einschalige Hyperboloid einen Druck aufweist, der um 50 ~ 750 mm Hg in der Nachbarschaft des eingeschnürten Teils innerhalb des einschaligen Hyperboloides verringert ist, d.h., innerhalb eines Bereiches von ± 0,5 „1" von der Mitte des eingeschnürten Teils, wobei „1" die Länge vom oberen Rand zum eingeschnürten Teil des einschaligen Hyperboloides ist.
Ebenfalls wird entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtug zum Herstellen von Metallpulver bereitgestellt, die mit einer Ringdüse für das Blasen einer Kühlflüssigkeit in Richtung eines herabströmenden geschmolzenen Metallflusses versehen ist, bei der
die Ringdüse bereitgestellt wird mit: einem Loch, damit der geschmolzene Metallfluss hindurchgelangen kann; einem Wirbelraum, damit die Kühlflüssigkeit um des Loch herum verwirbelt wird; einem Ringschlitz, aus dem die Kühlflüssigkeit, die im Wirbelraum verwirbelt wird, in Richtung des geschmolzenen Metallflusses ausströmen kann, nachdem er durch das Loch hindurchgegangen ist; und einem Austrittsrohr, das sich nach unten von der unteren Fläche der Ringdüse erstreckt, durch des die Kühlflüssigkeit, die aus der Ringdüse ausströmt, gelangen kann,
wobei ein Mittel für das Ausströmen der Kühlflüssigkeit aus dem Ringschlitz in einer derartigen Weise bereitgestellt wird, dass sie den geschmolzenen Metallfluss in der Form eines einschaligen Hyperboloides innerhalb des Austrittsrohres umgeben kann, so dass des einschalige Hyperboloid einen Druck aufweisen kann, der um 50 ~ 750 mm Hg in der Nachbarschaft des eingeschnürten Teils innerhalb des einschaligen Hyperboloides verringert ist, d.h., innerhalb eines Bereiches von ± 0,5 „l" von der Mitte des eingeschnürten Teils, wobei „l" die Länge vom oberen Rand zum eingeschnürten Teil des einschaligen Hyperboloides ist.
Weitere bevorzugte charakteristische Merkmale werden in den als Anhang beigefügten abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Daher strebt die vorliegende Erfindung danach, die vorangehend erwähnten Probleme zu überwinden, indem der Flüssigkeitsstrahl in Richtung eines herabströmenden geschmolzenen Metallflusses in der Form eines einschaligen Hyperboloides ausströmt und eine bemerkenswert große Druckdifferenz innerhalb des einschaligen Hyperboloides erzeugt wird. Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Druck innerhalb des einschaligen Hyperboloides zu verringern. Beispielsweise kann er verringert werden, indem ein Austrittsrohr im unteren Teil der Ringdüse angeordnet wird, wie es hierin nachfolgend beschrieben wird, wobei eine Kammer benutzt wird, die ein relativ kleines Innenvolumen aufweist, oder indem eine bevorzugte Austrittsvorrichtung in einer Kammer angeordnet wird.
Das Anschließende sind Detailbeschreibungen der vorliegenden Erfindung.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung (a) und eine Längsschnittdarstellung (b), die eine funktioniernde Ringdüse zeigen, die in der vorliegenden Vorrichtung für das Herstellen von Metallpulver angeordnet ist;
2 eine perspektivische Darstellung, die den Flüssigkeitsstrahl veranschaulicht, der aus der in 1 gezeigten Ringdüse in der Form eines einschaligen Hyperboloides ausströmt;
3 eine Darstellung, die eine weitere Ausführung der vorliegenden Ringdüse zeigt;
4 eine Darstellung, die eine weitere Ausführung der vorliegenden Ringdüse zeigt;
5 bis 7 Darstellungen, die einen Vergleich der Druckveränderungen zeigen, die innerhalb des einschaligen Hyperboloides oder des Kegels erzeugt werden, die aus den verschiedenen Düsenausführungen ausströmen;
8 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Wirbelwinkel des Flüssigkeitsstrahles und dem Median des erhaltenen Metallpulvers zeigt;
9 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Wirbelwinkel des Flüssigkeitsstrahles und der scheinbaren oder der Rütteldichte zeigt;
10 eine Darstellung des Metallpulvers entsprechend der vorliegenden Erfindung und des bisherigen Standes der Technik, die durch ein Elektronenmikroskop vergrößert sind;
11 eine Darstellung, die verschiedene Flüssigkeitszerstäubungsverfahren entsprechend dem bisherigen Stand der Technik zeigen;
12 eine Darstellung, die eine weitere Ausführung einer Ringdüse entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
1 zeigt eine Ausführung einer Ringdüse 1 bei Anwendung des vorliegenden Verfahrens zum Herstellen von Metallpulver; sie zeigt insbesondere in (a) eine Schnittdarstellung und in (b) eine Längsschnittdarstellung auf der y-Achse in der (a). Die in 1 gezeigte Ringdüse ist in einer Vorrichtung zum Herstellen von Metallpulver angeordnet, so dass ein herabströmender geschmolzener Metallfluss 6 durch das in der Ringdüse gebildete Loch 2 gelangen kann.
Diese Ringdüse 1 weist Eintritte 3, einen Wirbelraum 4, einen Ringschlitz 5 und ein Austrittsrohr 21 auf. Eine Kühlflüssigkeit wird vom Eintritt 3 eingeführt, damit sie im Wirbelraum 4 verwirbelt wird, um aus dem Ringschlitz 5 in Richtung des geschmolzenen Metallflusses auszuströmen, der durch das Loch 2 hindurchgeht. Das Nächste ist eine weitere Detailbeschreibung dieser Ringdüse 1.
Der Eintritt 3 ist in der tangentialen Richtung des Wirbelraumes 4 in der Ringdüse vorhanden, so dass die Kühlflüssigkeit in den Wirbelraum 4 mit einem hohen Druck eingeführt werden kann, und so dass die eingeführte Kühlflüssigkeit im Wirbelraum 4 verwirbelt werden kann. Während es ausreichend ist, dass mindestens ein Eintritt bei der vorliegenden Ringdüse vorhanden ist, sind bei dieser Ausführung zwei Eintritte vorhanden, um die Külflüssigkeit mit einem höheren Druck einzuführen. Der Eintritt muss ebenfalls nicht in der tangentialen Richtung des Wirbelraumes bereitgestellt werden, sondern kann in der normalen Richtung des Wirbelraumes ausgebildet werden.
Der Wirbelraum 4 wird so gebildet, dass er den Umfang des Loches 2 der Ringdüse 1 umgibt. Daher wird die Kühlflüssigkeit in den Wirbelraum 4 eingeführt, damit sie um den geschmolzenen Metallfluss verwirbelt wird, der durch das Loch 2 hindurchgeht, bevor sie ausströmt. Der Wirbelraum 4 weist einen Hohlraum 7 auf, der kein Hindernis am äußeren Umfang des Raumes 4 aufweist, so dass sich die vom Eintritt eingeführte Kühlflüssigkeit im Allgemeinen im Wirbelraum ausbreiten kann. Daher kann die Kühlflüssigkeit in die Ringdüse mit hohem Druck eingeführt werden. Die Einrichtung des Hohlraumes 7 kann weggelassen werden, wenn zwei und mehr Eintritte 3 an der Düse in deren tangentialen Richtung vorhanden sind.
Mehrere Schaufeln 8 sind innerhalb des Hohlraumes 7 des Wirbelraumes 4 vorhanden. Die Schaufeln 8 dienen dazu, den Strom der Kühlflüssigkeit zu stabilisieren, so dass die Kühlflüssigkeit mehr innen beim Verwirbeln geführt werden kann. Die Kühlflüssigkeit strömt dann mit einem im Allgemeinen konstanten Druck von irgendeinem Punkt des Ringschlitzes 5 (der einen Durchmesser von 20 mm aufweist) am, der längs der Innenfläche des Loches 2 gebildet wird. Ein Winkel zwischen der Radiusrichtung der Düse und der tangentialen Richtung der äußeren Seite der Oberseite der Schaufel 8 beträgt 3° ≤ ω₀ ≤ 90°, speziell 5° ≤ ω₀ ≤ 90°, noch spezieller 7° ≤ ω₀ ≤ 90°, so dass der Flüssigkeitsstrahl ausströmen kann, wobei ein bevorzugter Bereich des Wirbelwinkels ω vorhanden ist, wie es hierin nachfolgend beschrieben wird.
Zusätzlich zu den oder anstelle der vorangehend angeführten Schaufeln kann ebenfalls ein weiterer Weg oder Kanal für das Verwirbeln der Kühlflüssigkeit im Wirbelraum bereitgestellt werden, der durch ein Rotationsteil, usw. gedreht werden kann.
Die Kühlflüssigkeit erhält im Wirbelraum 4 eine Verwirbelungskraft, damit sie zum Ringschlitz 5 bei einem weiteren Verwirbeln im Hohlraum 7' geführt wird, der innerhalb der Schaufeln angeordnet ist. Der Hohlraum 7' innerhalb des Wirbelraumes 4 wird in Richtung des Ringschlitzes 5 immer schmaler. Die Kühlflüssigkeit kann daher aus dem Ringschlitz 5 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 100 m/sec. und mehr ausströmen, speziell 130 m/sec. und mehr, noch spezieller 150 m/sec. und mehr und am speziellsten 200 m/sec. und mehr. Die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahles kann mittels der Bemoulli'schen Gleichung berechnet werden, wobei ein Druck der eingeführten Kühlflüssigkeit benutzt wird, der im Eintritt 3 gemessen wird.
Während der Flüssigkeitsstrahl in Richtung des geschmolzenen Metallflusses nach dem Passieren des Loches 2 ausströmen muss, ist der Ringschlitz nicht darauf begrenzt, dass er an der Innenfläche des Loches positioniert wird, sondern er kann an der unteren Fläche der Ringdüse 1 positioniert werden. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist die Form des Ringschlitzes nicht auf eine kreisförmige begrenzt, wie in den als Anhang beigefügten Fig. gezeigt wird, sondern kann elliptisch, rechteckig, usw. sein.
Der Flüssigkeitsstrahl 13, der aus der Ringdüse 1 ausströmt, kann eine Form eines einschaligen Hyperboloides 9 annehmen, wie in 2 veranschaulicht wird. Das einschalige Hyperboloid, das in 1 und 2 gezeigt wird, weist mehrere Strömungslinien 10 auf, die die Richtungen des Flüssigkeitsstrahles zeigen, der von irgendwelchen Punkten des Ringschlitzes 5 ausströmt. Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann der Flüssigkeitsstrahl 13 (oder jede der Strömungslinien 10), der von irgendwelchen Punkten des Ringschlitzes 5 ausströmt, so strömen, dass ein eingeschnürter Teil 11 gebildet wird, so dass er so strömt, dass er zuerst ohne Kollision konvergent und danach divergent ist. Der eingeschnürte Teil des einschaligen Hyperboloides kann manchmal nicht beobachtet werden, insbesondere, wenn der Flüssigkeitsstrahl mit einer Turbulenz oder mit einem kleineren Wirbelwinkel ω des Bereiches strömt, wie es hierin nachfolgend beschrieben wird. Es ist offensichtlich, dass die bevorzugte Wirkung entsprechend der vorliegenden Erfindung erhalten werden kann, wenn die Strömungslinie, die aus dem Flüssigkeitsstrahl abgelesen wird, einen Wirbelwinkel von 1° und mehr aufweist.
Der Flüssigkeitsstrahl kann vorzugsweise aus der vorliegenden Ringdüse mit dem Wirbelwinkel ω und dem abfallenden Winkel θ zum Ausströmen gebracht werden, die im Folgenden definiert werden.
Die Geschwindigkeit V des Flüssigkeitsstrahles kann so betrachtet werden, dass sie in eine Geschwindigkeitskomponente V_x in der tangentialen Richtung des Ringschlitzes (in der Richtung der x-Achse in 4), eine Geschwindigkeitskomponente V_y in der normalen Richtung des Ringschlitzes (in der Richtung der y-Achse in 4) und eine Geschwindigkeitskomponente V_z in der vertikalen Richtung (in der Richtung der z-Achse in 3) unterteilt wird. Danach wird der Wirbelwinkel ω als ein Winkel zwischen der y-Achse und der Richtung der resultierenden Kraft von V_x und V_y definiert. Der abfallende Winkel θ wird ebenfalls als ein Winkel zwischen der z-Achse und der Richtung der resultierenden Kraft von V_s, und V_z definiert.
Es wird bevorzugt, dass der Flüssigkeitsstrahl einen Wirbelwinkel ω von 1° ≤ ω ≤ 20°, speziell 2° ≤ ω ≤ 15°, am speziellsten 3° ≤ ω ≤ 10° und einen abfallenden Winkel θ von 5° ≤ θ ≤ 60°, speziell 7° ≤ θ ≤ 55°, am speziellsten 8° ≤ θ ≤ 40° aufweist. Der Flüssigkeitsstrahl, der bei den vorangehend angeführten Bereichen des Wirbelwinkels ω und des abfallenden Winkels θ ausströmt, kann ein besonders gutes Metallpulver produzieren.
Diese Ringdüse ist mit einem Austrittsrohr 21 versehen, das einen im Allgemeinen gleichen Innendurchmesser an jeglichen Punkten davon aufweist und sich von der unteren Fläche der Ringdüse nach unten erstreckt, wie in 1(b) gezeigt wird. Es wird bevorzugt, dass eine Beschichtung, wie beispielsweise ein ausgehärtetes Metall oder Keramik, auf der Innenwand des Austrittsrohres vorhanden ist, um zu verhindern, dass es abgerieben wird. Dieses Austrittsrohr 21 ist an der Ringdüse so angeordnet, dass die Mittelachse der Ringdüse mit der Mittelachse des Austrittsrohres übereinstimmend ist, so dass der Flüssigkeitsstrahl aus dem Ringschlitz 5 für das Bilden eines einschaligen Hyperboloides im Austrittsrohr 21 ausströmen kann. Auf diese Weise kann eine bemerkenswerte große Druckdifferenz innerhalb des einschaligen Hyperboloides auftreten.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die Länge vom oberen Rand zum eingeschnürten Teil des einschaligen Hyperboloides als „l" definiert, wobei man sich auf den Bereich von 0,5 l nach oben und nach unten von der Mitte des eingeschnürten Teils innerhalb des einschaligen Hyperboloides als „die Nachbarschaft des eingeschnürten Teils des einschaligen Hyperboloides" bezieht, und wobei man sich auf den Druck in der Nähe des Einganges des Loches der Ringdüse als „der Druck der Flüssigkeitszerstäubungsatmosphäre" bezieht (siehe 5). Die Nachbarschaft des eingeschnürten Teils des einschaligen Hyperboloides weist einen um 50 ~ 750 mm Hg, speziell 100 ~ 750 mm Hg, spezieller 150 ~ 700 mm Hg, am speziellsten 200 ~ 700 mm Hg kleineren Druck als der Druck der Flüssigkeitszerstäubungsatmosphäre auf. Außerdem weist die Nachbarschaft der Oberseite des einschaligen Hyperboloides, die genau im Bereich von 0,5 l nach oben und nach unten vom oberen Rand des einschaligen Hyperboloides liegt, vorzugsweise einen um 10 ~ 100 mm Hg niedrigeren Druck als der Druck der Flüssigkeitszerstäubungsatmosphäre auf. Ebenfalls weist der untere Teil des eingeschnürten Teils, d.h., genau unter „der Nachbarschaft des eingeschnürten Teils des einschaligen Hyperboloides", vorzugsweise einen um 50 ~ 700 mm Hg kleineren Druck als der Druck der Flüssigkeitszerstäubungsatmosphäre auf. Ein derartiger großer Druckunterschied innerhalb des einschaligen Hyperboloides kann den Wirkungsgrad für das Dispergieren des geschmolzenen Metallflusses verbessern, um so zu verhindern, dass er durch den eingeschnürten Teil gelangt, ohne dass er dispergiert wird.
Die Größe des Austrittsrohres, das in der vorliegenden Ringdüse angeordnet ist, ist nicht begrenzt. Wenn die Länge des Austrittsrohres 21 jedoch mit „L" definiert wird, der Innendurchmesser des Austrittsrohres mit „R" definiert wird und der Durchmesser des Ringschlitzes 5 mit „r" definiert wird, kann das Austrittsrohr vorzugsweise eine Länge L von 3 ~ 100 r, speziell 5 ~ 50 r, und einen Innendurchmesser R von 1,5 ~ 5 r, speziell 2 ~ 4 r, aufweisen.
Wie in 3 gezeigt wird, ist das Austrittsrohr mit einem Rektifizierkörper 22 mit einem Rumpf 35 mit einem größeren Durchmesser als der des eingeschnürten Teils 11 versehen, der so angeordnet ist, dass der obere Teil 26 des Rumpfes längs der Innenseite des unteren Teils des einschaligen Hyperboloides positioniert ist. Der Rektifizierkörper 22 verhindert, dass der Flüssigkeitsstrahl mit der Innenwand des Austrittsrohres kollidiert, so dass der Flüssigkeitsstrahl nicht in den Aufwärtsstrom hinein turbulent werden kann. Der Rektifizierkörper 22 dient dazu, die Schnittfläche im unteren Teil des Austrittsrohres zu verkleinern, um den Druck im eingeschnürten Teil 11 des einschaligen Hyperboloides oder dem unteren Teil 32 weiter zu verringern. Der Rektifizierkörper 22 weist verschiedene Formen auf, wie beispielsweise eine Säule, einen Zylinder, eine Kegeligkeit oder einen Kegelstumpf wobei er innerhalb des Austrittsrohres 21 mittels eines Fixiermittels 28 angeordnet ist, das sich nach innen in der Radiusrichtung des Austrittsrohres von seiner Innenwand erstreckt. Er kann ebenfalls mittels eines Halters 28' befestigt werden, der sich von der Außenseite des Austrittsrohres erstreckt.
Das Austrittsrohr, das das vorangehend angeführte Rektifizierrohr aufweist, kann die gleiche Länge wie die des Austrittsrohres aufweisen, das nicht den Rektifizierkörper aufweist, obgleich es eine Länge von 3 ~ 30 r, speziell 5 ~ 20 r, aufweisen kann.
Wie in 3 mittels der Strichlinien gezeigt wird, kann das Austrittsrohr außerdem mit einem Gaseintrittsrohr 24 mit einem Ventil 29 für das Regulieren des Druckes innerhalb des Austrittsrohres versehen werden. Dieses Gaseintrittsrohr 24 kann veranlassen, dass das Gas (oder die Atmosphäre) spontan in das Austrittsrohr in Übereinstimmung mit dem Strom des Flüssigkeitsstrahles angesaugt wird, um so den Druck oder die Strömungsbedingung des Flüssigkeitsstrahles im Austrittsrohr zu steuern, um dadurch zu verhindern, dass das Austrittsrohr abgerieben wird oder an den geschmolzenen Metalltröpfchen haftet. Die Einführung des Gases in das Austrittsrohr kann durch Öffnen und Schließen des Ventils ebenso wie durch eine Größe, eine Anordnungsrichtung und eine Anordnungsposition des Gaseintrittsrohres gesteuert werden. Ein Luftgebläse kann ebenfalls im Gaseintrittsrohr bereitgestellt werden, um Luft in das Austrittsrohr zwangsläufig einzuspritzen, um so den Druck im Austrittsrohr weiter zu verringern.
Der Innendurchmesser des Austrittsrohres 21 ist nicht darauf begrenzt, dass er an jeglichen Punkten davon gleich ist. Wie in 4 gezeigt wird, kann das Austrittsrohr einen schrägen Abschnitt 36 mit einem Längsschnitt aufweisen, der durch die Mittelachse des Austrittsrohres hindurchgeht, das sich nach unten erstreckt, um von der Mittelachse entfernt zu sein. Der schräge Abschnitt mildert oder verhindert die Kollision des Flüssigkeitsstrahles mit der Innenwand des Austrittsrohres, so dass das erhaltene Metallpulver eine kleinere Verformung aufweisen kann und die Beschädigung an der Innenwand des Austrittsrohres ebenfalls gemildert wird.
Wie in 4 gezeigt wird, wird bevorzugt, dass der schräge Abschnitt 36 einen Winkel Φ von 5 ≤ Φ ≤ 60° gegen die vertikale Richtung aufweist, und dieser Winkel Φ wird vorzugsweise so eingestellt, dass er um 5 ~ 20° kleiner ist als der vorangehend erwähnte abfallende Winkel θ.
Die Verwendung des Austrittsrohres mit dem schrägen Abschnitt wird ebenfalls vorzugsweise von einer weiteren Anordnung des Rektifizierkörpers 22 begleitet, wie vorangehend beschrieben wird. Ein derartiges Austrittsrohr mit dem Rektifizierkörper kann die gleiche Länge wie die des Austrittsrohres ohne einen Rektifizierkörper aufweisen, obgleich es vorzugsweise eine Länge von 3 ~ 30 r, speziell 5 ~ 20 r, aufweisen kann.
Anstelle des Bereitstellens des Austrittsrohres mit schrägem Abschnitt 36, wie es vorangehend beschrieben wird, kann ein Austrittsrohr mit mehreren schrägen Abschnitten verwendet werden, wie in 12 gezeigt wird, die einen Längsschnitt durch die Mittelachse des Austrittsrohres zeigt, die aufweisen: einen ersten schrägen Abschnitt 36, der sich nach unten erstreckt, so dass er von der Mittelachse entfernt ist; einen ersten vertikalen Abschnitt 37, der sich vertikal vom unteren Ende des ersten schrägen Abschnittes 36 erstreckt; einen zweiten schrägen Abschnitt 36', der sich nach unten vom unteren Ende des ersten vertikalen Abschnittes 37 erstreckt, um sich der Mittelachse zu nähern; und einen zweiten vertikalen Abschnitt 37', der sich vertikal vom unteren Ende des zweiten vertikalen Abschnittes 37' erstreckt. Daher weist das Austrittsrohr mit den vorangehend erwähnten mehreren schrägen Abschnitten, die sich nach unten erstrecken, verschiedene Innendurchmesser auf, die zuerst expandiert und danach allmählich reduziert werden. Das Austrittsrohr mit den mehreren schrägen Abschnitten kann die Bereitstellung des Rektifizierkörpers weglassen. Ein Winkel Φ', der zwischen dem schrägen Abschnitt 36' und der vertikalen Richtung gebildet wird, kann von dem vorangehend erwähnten Winkel Φ abweichen, obgleich er vorzugsweise mit ihm gleich sein kann.
Während Wasser am der Ringdüse mit unterschiedlichem Volumen ausströmen kann, bevorzugt man, dass das Verhältnis des „Volumens des zu einer Zeiteinheit strömenden geschmolzenen Metalls" zum „Volumen der zu einer Zeiteinheit ausströmenden Kühlflüssigkeit" 1:2 ~ 100 beträgt, spezieller 1:3 ~ 50, am speziellsten 1:5 ~ 30. Auf diese Weise kann ein gutes Metallpulver effektiv und kostspielig hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, die Ringdüse mit dem Ringschlitz 5 einzusetzen, wie in 1 gezeigt wird. Beispielsweise können mehrere Düsenteile 14 der Bündelstrahlausführung (11(d)) ringförmig angeordnet werden, wobei ihre Ausströmöffnung längs des Ringschlitzes 5 ausgerichtet ist, wie in 1 gezeigt wird, so dass ein jedes der Bündelstrahldüsenteile Flüssigkeitsstrahlen in der Form eines einschaligen Hyperboloides abgeben kann, die mit den Strömungslinien 10 übereinstimmen. In diesem Fall weisen die ringförmig angeordneten Bündelstrahldüsenteile die Ringdüse entsprechend der vorliegenden Erfindung auf.
Die Vorrichtung mit der Ringdüse 1 für das Herstellen von Metallpulver kann effektiv ein feineres und kugelförmigeres Metallpulver mit einer schmaleren Teilchengrößenverteilung als der bisherige Stand der Technik herstellen. Während diese Erfindung nicht auf eine spezielle Betrachtung begrenzt ist, wird der geschmolzene Metallfluss nicht nur durch Kollision mit dem Flüssigkeitsstrahl gleich dem bisherigen Stand der Technik dispergiert, sondern ebenfalls durch die folgenden Vorgänge, um so feines Metallpulver herzustellen.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist der Flüssigkeitsstrahl des nichtkompressiblen Fluids eine hohe Energiedichte auf, und der Flüssigkeitsstrahl strömt in der Form eines einschaligen Hyperboloides aus, um durchgängig stabil ohne Konvergieren zu strömen, und das einschalige Hyperboloid, das innerhalb des Austrittsrohres gebildet wird, weist einen plötzlich verringerten Druck im eingeschnürten Teil 11 oder unteren Teil 32 auf. Daher, wenn der geschmolzene Metallfluss 6 in Richtung des eingeschnürten Teils 11 strömt, strömt er nach unten, wobei er darin hineingezogen wird, um regelmäßig und kontinuierlich durch die im Allgemeinen konstante Energie dispergiert zu werden, bevor er durch den eingeschnürten Teil gelangt, um dadurch feine geschmolzene Metalltropfen herzustellen.
Auf diese Weise dispergierte geschmolzene Metalltropfen können durch den eingeschnürten Teil 11 gelangen und sich zum unteren Teil 32 bewegen, um sich zu geschmolzenem Metallpulver zu verfestigen. Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die geschmolzenen Metalltropfen vor der Verfestigung relativ im Ruhezustand abgekühlt, ohne dass im Wesentlichen die Oberfläche des einschaligen Hyperboloides gekreuzt wird, um dadurch durch eine Oberflächenspannung kugelförmig zu werden. Im Gegensatz dazu berühren sich entsprechend den Flüssigkeitszerstäubungsverfahren nach dem bisherigen Stand der Technik die dispergierten geschmolzenen Metalltropfen miteinander in der Nähe des Fokus des Flüssigkeitsstrahles und werden schnell und heftig abgekühlt, wobei sie den Flüssigkeitsstrahl berühren und kreuzen, was von der vorliegenden Erfindung ein bemerkenswert abweichender und verbesserter Punkt ist.
Die vorliegende Erfindung kann bei irgendwelchen Metallarten zur Anwendung gebracht werden, wie beispielsweise Metallelementen, Metallverbindungen, Metalllegierungen und intermetallischen Verbindungen. Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann Metallpulver mit einer gewünschten Eigenschaft hergestellt werden, indem auf die Zerstäubungsbedingung eingestellt wird, die zur Eigenschaft des Metalls passt.
Bevorzugte Eigenschaften des Metallpulvers, das mittels der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, werden im folgenden Text beschrieben. Mit Ausnahme der speziellen Anmerkungen werden die folgenden Eigenschaften des Metallpulvers beschrieben, das entsprechend der vorliegenden Erfindung zerstäubt wurde, das eine Teilchengröße von 1 mm und weniger aufweist, getrennt nach MSZ-8801.

1. Das nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Metallpulver kann vorzugsweise ein scheinbares Dichteverhältnis von 28 % und mehr aufweisen, spezieller 30 % und mehr und noch spezieller 32 %.
2. Das nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Metallpulver kann vorzugsweise ein Rütteldichteverhältnis von 45 % und mehr aufweisen, spezieller 50 % und mehr und noch spezieller 50 % und mehr.
3. Das Metallpulver kann vorzugsweise einen Mediandurchmesser von 50 μm und weniger aufweisen, speziell 35 μm und weniger, spezieller 25 μm und weniger und am speziellsten 15 μm und weniger.
4. Das Metallpulver, das einen Mediandurchmesser von 25 μm und weniger aufweist, kann vorzugsweise feines Pulver mit einer folgenden Teilchengröße bei einer folgenden Konzentration umfassen. 1) Es kann vorzugsweise ein feines Pulver mit einer Teilchengröße von 10 μm und weniger bei einer Konzentration von mindestens 20 Gew.-% vorliegen, speziell 40 Gew.-% und mehr, spezieller 45 Gew.-% und mehr. 2) Es kann vorzugsweise ein feines Pulver mit einer Teilchengröße von 5 μm und weniger bei einer Konzentration von mindestens 3 Gew.-% vorliegen, speziell 10 Gew.-% und mehr, spezieller 18 Gew.-% und mehr.
5. Das Metallpulver, das einen Mediandurchmesser von 15 μm und weniger aufweist, kann vorzugsweise feines Pulver mit einer folgenden Teilchengröße bei einer folgenden Konzentration umfassen. 1) Es kann vorzugsweise ein feines Metallpulver mit einer Teilchengröße von 10 μm und weniger bei einer Konzentration von mindestens 35 Gew.-% und mehr vorliegen, speziell 45 Gew.-% und mehr, spezieller 50 Gew.-% und mehr. 2) Es kann vorzugsweise ein feines Metallpulver mit einer Teilchengröße von 5 μm und weniger bei einer Konzentration von mindestens 10 Gew.-% und mehr vorliegen, speziell 15 Gew.-% und mehr, spezieller 20 Gew.-% und mehr. 3) Es kann vorzugsweise ein feines Metallpulver mit einer Teilchengröße von 1 μm und weniger bei einer Konzentration von mindestens 0,01 Gew.-% und mehr vorliegen, speziell 0,05 Gew.-% und mehr, spezieller 0,1 Gew.-% und mehr.
6. Das nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Metallpulver kann vorzugsweise eine geometrische Standardabweichung von 2,5 und weniger aufweisen, speziell 2,3 und weniger und spezieller 2,2 und weniger. Die geometrische Standardabweichung kann eine Einschätzung der Breite der Teilchengrößenverteilung vornehmen.
7. Das nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Metallpulver kann vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von 4000 cm²/g und weniger aufweisen, speziell 3000 cm²/g und weniger und spezieller 2500 cm²/g und weniger.

BEISPIEL
Die vorliegende Erfindung wird weiter in Übereinstimmung mit Beispielen beschrieben. Die folgenden Beispiele sind die beste Methode, die von den Erfindern zum Zeitpunkt der Anmeldung dargelegt wird, auf die die vorliegende Erfindung nicht beschränkt werden soll.
Die Druckveränderungen werden gemessen, die durch den aus den verschiedenen Ringdüsen ausströmenden Flüssigkeitsstrahl bewirkt werden. Die Messung des Druckes wurde durch ein Öffnen eines Rohres für eine Druckmessung mit einer kleineren Querschnittsfläche um 20 % und weniger als die Querschnittsfläche des eingeschnürten Teils durchgeführt, das nach unten von der Oberseite des einschaligen Hyperboloides entlang seiner Mittelachse eingesetzt wird, so dass eine weitere Öffnung des Rohres für eine Druckmessung mit einem Druckmessgerät verbunden wird.
5 zeigt verschiedene grafische Darstellungen betreffs der Druckveränderungen innerhalb der einschaligen Hyperboloide mittels einer Wirbelringdüse A₁ mit einem Austrittsrohr entsprechend der vorliegenden Erfindung und einer Wirbelringdüse B₁ ohne das Austrittsrohr entsprechend dem bisherigen Stand der Technik und den Kegel mittels einer Kegelstrahlringdüse C₁ entsprechend dem bisherigen Stand der Technik.
Diese grafische Darstellung zeigt, dass die vorliegende Ringdüse A₁ eine bemerkenswert große Druckverringerung in der Nähe des eingeschnürten Teils bewirkt.
6 zeigt verschiedene grafische Darstellungen der Druckveränderungen, die innerhalb der einschaligen Hyperboloide von einer Wirbelringdüse A₂ und A₃ mit einem Austrittsrohr mit verschiedenen Längen entsprechend der vorliegenden Erfindung und einer Wirbelringdüse B₁ ohne das Austrittsrohr entsprechend dem bisherigen Stand der Technik bewirkt werden.
Diese grafische Darstellung zeigt, dass die Ringdüsen A₂ oder A₃, die ein Austrittsrohr aufweisen, einen viel stärker verringerten Druck in der Nähe des eingeschnürten Teils des einschaligen Hyperboloides aufweisen als der der Ringdüse B₁ ohne ein Austrittsrohr. Die Ringdüse A₃, die ein längeres Austrittsrohr aufweist, weist ebenfalls einen stärker verringerten Druck als der der Ringdüse A₂ auf.
7 zeigt verschiedene grafische Darstellungen, die eine Druckveränderung innerhalb der einschaligen Hyperboloide zeigen, die durch die Flüssigkeitsstrahlen von einer Wirbelringdüse A₄ entsprechend der vorliegenden Erfindung ebenso wie von einer Wirbelringdüse B₂ oder B₃ ohne ein Austrittsrohr entsprechend dem bisherigen Stand der Technik bewirkt wird.
Diese grafische Darstellung zeigt, dass das Austrittsrohr ermöglicht, dass der Druck innerhalb des einschaligen Hyperboloides verringert wird.
Verschiedene Arten des Metallpulvers aus Cu, Cu-10%Sn-Legierung, Cr-Ni-Mo-Legierung und Fe-Si-Co-Legierung werden hergestellt, indem eine vorliegende Ringdüse verwendet wird.
Analysepunkte, die in Tabelle 1 beschrieben werden, wurden bei Metallpulver mit einer Teilchengröße von 1 mm und weniger durchgeführt, ausgewählt nach JISZ 8801. Die Tabelle 1 zeigt ebenfalls das Ergebnis. Die konkreten Wege für diese Analyse sind die folgenden.

– Eine scheinbare Dichte wurde nach ISO-3923 gemessen.
– Eine Rütteldichte wurde nach ISO-3953 gemessen.
– Ein scheinbares Dichteverhältnis wurde mittels „scheinbare Dichte"/„Festkörperdichte” * 100 berechnet.
– Ein Rütteldichteverhältnis wurde mittels „Rütteldichte"/„Festkörperdichte” * 100 berechnet.
– Bin Median der Teilchengröße wurde mittels eines Laserbeugungsverfahrens (Volumen-%) bei Verwendung des MICRO TRAC gemessen. Eine weitere Messung mittels eines Siebes wird beim Metallpulver hinzugefügt, wenn es eine Teilchengröße von 250 μm und mehr umfasst.
– Bin Gehalt an feinem Pulver mit einer Teilchengröße von 10 μm und weniger, 5 μm und weniger oder 1 μm und weniger, die im gesamten Metallpulver auftreten, wurde mittels der Laserbeugungsstreuung (Volumen-%) gemessen.
– Eine geometrische Standardabweichung wurde mittels „Ansammlung von Metallpulver von 50 % Durchmesser"/„Ansammlung von Metallpulver von 15,87 %” im erhaltenen Median der Teilchengröße berechnet.
– Eine spezifische Oberfläche wurde mittels eines BET-Verfahrens entsprechend einem Gasphasenabsorptionsverfahren gemessen.
– Ein Gehalt an Sauerstoff wurde mittels eines nichtdispersiven Infrarotabsorptionsdetektors gemessen.
– Eine Ausbeute ist ein Prozentwert, der aus dem Gewicht des Metallpulvers mit einer Teilchengröße von 45 μm und weniger, die im Gewicht des Metallpulvers mit einer Teilchengröße von 1 mm und weniger aufrat, berechnet wird, ausgewählt nach JISZ 8801.
– Ein Rasterelektronenmikroskop, hergestellt von der Hitachi Seisakusyo Co. Ltd., wurde verwendet, um elektronenmikroskopische Figuren aufzunehmen.

Die Ergebnisse in der Tabelle 1 und 2 beweisen, dass die vorliegende Erfindung die folgenden Eigenschaften bewirken kann, wenn zwischen gleichen Arten des Metallpulvers verglichen wird.
Die scheinbaren Dichten und die Rütteldichten der Ausführungen entsprechend der vorliegenden Erfindung sind höher als die des Metallpulvers entsprechend dem bisherigen Stand der Technik. Ebenfalls sind die relativen scheinbaren Dichten und die relativen Rütteldichten der Ausführungen entsprechend der vorliegenden Erfindung höher als die des Metallpulvers entsprechend dem bisherigen Stand der Technik. Diese Ergebnisse zeigen, dass das Metallpulver entsprechend der vorliegenden Erfindung eine kugelartigere Form als das nach dem bisherigen Stand der Technik aufweist.
Das Metallpulver entsprechend der vorliegenden Erfindung weist einen kleineren Median der Teilchengröße auf als der nach dem bisherigen Stand der Technik. Dieses Ergebnis zeigt, dass das Metallpulver entsprechend der vorliegenden Erfindung feiner ist als das nach dem bisherigen Stand der Technik.
Metallpulver entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst viel feineres Pulver als das nach dem bisherigen Stand der Technik. Insbesondere weicht es bemerkenswert vom Metallpulver nach dem bisherigen Stand der Technik darin ab, dass das vorliegende Metallpulver feines Pulver mit einer Teilchengröße von 1 μm und weniger umfasst, die mittels eines Laserbeugungsstreuungsverfahrens erkennbar ist.
Das Metallpulver entsprechend der vorliegenden Erfindung weist eine kleinere geometrische Standardabweichung als die nach dem bisherigen Stand der Technik auf, insbesondere im Fall des Metallpulvers, das mittels einer Ringdüse nach dem bisherigen Stand der Technik ohne ein Austrittsrohr hergestellt wird. Dieses Ergebnis zeigt, dass das Metallpulver entsprechend der vorliegenden Erfindung eine schmalere Teilchengrößenverteilung aufweist als das nach dem bisherigen Stand der Technik.
Der Sauerstoffgehalt des Metallpulvers entsprechend der vorliegenden Erfindung ist geringer als der nach dem bisherigen Stand der Technik Es wird in Betracht gezogen, dass dieses Ergebnis zur Oxidationsbeständigkeit wegen der kleineren Oberfläche des vorliegenden kugelförmigen Metallpulvers beiträgt.
Die Ausbeute der vorliegenden Erfindung ist größer als die nach dem bisherigen Stand der Technik. Es wird in Betracht gezogen, dass der geschmolzene Metallfluss entsprechend der vorliegenden Erfindung regelmäßig und kontinuierlich durch den Flüssigkeitsstrahl dispergiert wird, gefolgt davon, dass die dispergierten geschmolzenen Metalltropfen dazu neigen können, sich nicht miteinander zu berühren, bevor sie im Ruhezustand abgekühlt werden.
Die mittels des Elektronenmikroskops erhaltenen Figuren zeigen offensichtlich, dass das vorliegende Metallpulver eine kugelartige Teilchenform mit einem eliminierten Rand aufweist.
Außerdem wurden verschiedene Arten des Cu-10%Sn-Metalllegierungspulvers mittels des Flüssigkeitsstrahles mit unterschiedlichem Wirbelwinkel ω hergestellt, der aus der vorliegenden Ringdüse mit einem Druck von 850 kgKraft/cm² und 135 l/min. austrat, um eine Beziehung zwischen dem Wirbelwinkel des Flüssigkeitsstrahles und dem Median der Teilchengröße und eine Beziehung zwischen dem Wirbelwinkel und der scheinbaren oder der Rütteldichte zu untersuchen. Diese Ergebnisse werden in 8 und 9 beschrieben.
Diese Ergebnisse zeigen, dass je größer der Wirbelwinkel ist, desto feiner und kugelförmiger ist das Metallpulver.

Claims

Verfahren zum Herstellen von Metallpulver mittels Blasen einer Kühlflüssigkeit in Richtung eines herabströmenden geschmolzenen Metallflusses, bei dem die Kühlflüssigkeit aufeinanderfolgend aus einer Ringdüse in Richtung des geschmolzenen Metallflusses nach unten ausströmt, um ihn in der Form eines einschaligen Hyperboloides zu umgeben, wobei die Ringdüse mit einem Loch versehen ist, durch das der geschmolzene Metallfluss gelangen kann, und dadurch gekennzeichnet, dass das einschalige Hyperboloid einen Druck aufweist, der um 50 ~ 750 mm Hg in der Nachbarschaft des eingeschnürten Teils innerhalb des einschaligen Hyperboloides verringert ist, d.h., innerhalb eines Bereiches von ± 0,5 „1" von der Mitte des eingeschnürten Teils, wobei „l" die Länge vom oberen Rand zum eingeschnürten Teil des einschaligen Hyperboloides ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Kühlflüssigkeit in der Richtung ausströmt, die einen Wirbelwinkel ω von 1° ≤ ω ≤ 20° und einen abfallenden Winkel θ von 5° ≤ θ ≤ 60° aufweist.
Vorrichtung zum Herstellen von Metallpulver, die mit einer Ringdüse für das Blasen einer Kühlflüssigkeit in Richtung eines herabströmenden geschmolzenen Metallflusses versehen ist, bei der die Ringdüse bereitgestellt wird mit: einem Loch, damit der geschmolzene Metallfluss hindurchgelangen kann; einem Wirbelraum, damit die Kühlflüssigkeit um das Loch herum verwirbelt wird; einem Ringschlitz, aus dem die Kühlflüssigkeit, die im Wirbelraum verwirbelt wird, in Richtung des geschmolzenen Metallflusses ausströmen kann, nachdem er durch das Loch hindurchgegangen ist; und einem Austrittsrohr, das sich nach unten von der unteren Fläche der Ringdüse erstreckt, durch das die Kühlflüssigkeit, die aus der Ringdüse ausströmt, gelangen kann, wobei Mittel für das Ausströmen der Kühlflüssigkeit aus dem Ringschlitz in einer derartigen Weise bereitgestellt werden, dass sie den geschmolzenen Metallfluss in der Form eines einschaligen Hyperboloides innerhalb des Austrittsrohres umgeben kann, so dass das einschalige Hyperboloid einen Druck aufweisen kann, der um 50 ~ 750 mm Hg in der Nachbarschaft des eingeschnürten Teils innerhalb des einschaligen Hyperboloides verringert ist, d.h., innerhalb eines Bereiches von ± 0,5 „l" von der Mitte des eingeschnürten Teils, wobei „l" die Länge vom oberen Rand zum eingeschnürten Teil des einschaligen Hyperboloides ist.
Vorrichtung zum Herstellen von Metallpulver nach Anspruch 3, bei der das Austrittsrohr einen Längsschnitt aufweist, der durch die Mittelachse des Austrittsrohres verläuft; wobei der Längsschnitt einen schräg abfallenden Teil aufweist, der sich nach unten erstreckt, um von der Mittelachse entfernt zu sein, um dadurch die Kollision der Kühlflüssigkeit mit der Innenwand des Austrittsrohres zu eliminieren oder zu verhindern.
Vorrichtung zum Herstellen von Metallpulver nach Anspruch 4, bei der ein Rektifizierkörper mit einem Rumpf im Austrittsrohr Tangs der Innenseite des unteren Teils des einschaligen Hyperboloides, das innerhalb des Austrittsrohres gebildet wird, angeordnet ist, wobei die Querschnittsfläche des Rumpfes größer ist als die des eingeschnürten Teils des einschaligen Hyperboloides, um dadurch zu verhindern, dass die sich durch das Austrittsrohr bewegende Kühlflüssigkeit verwirbelt wird.
Vorrichtung zum Herstellen von Metallpulver nach Anspruch 3, bei der das Austrittsrohr einen Längsschnitt aufweist, der durch die Mittelachse des Austrittsrohres verläuft, und wobei der Längsschnitt einen schräg abfallenden Teil, der sich nach unten erstreckt, um von der Mittelachse entfernt zu sein, um die Kollision des Flüssigkeitsstrahles zu eliminieren, und einen weiteren schräg abfallenden Teil aufweist, der sich nach unten erstreckt, um sich der Mittelachse zu nähern.